本書圍繞創(chuàng)新性應用型人才培養(yǎng)目標,結合全國計算機等級考試二級的需求編寫,全面覆蓋了計算機技術的核心內容,緊跟計算機技術的最新發(fā)展,融入了物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等新一代信息技術前沿內容。
全書共分8章,內容包括信息革命與數(shù)字技術基礎、計算機與計算思維、操作系統(tǒng)基礎、程序設計與問題求解、數(shù)據(jù)庫設計基礎及其應用、計算機網絡技術、大數(shù)據(jù)與人工智能,以及辦公軟件應用等。
在內容安排上,本書圍繞培養(yǎng)學生計算思維,以綜合應用為引子,采用“案例引導、任務驅動”的方式組織各章內容;以內容的內在邏輯為主線,邏輯清晰,層層遞進,形成了一個完整的知識體系。這種內容結構安排,既符合計算機技術的發(fā)展規(guī)律,又符合學生的學習規(guī)律,同時便于教師的教學組織。
本書可作為本科院校非計算機專業(yè)本科計算機通識教材以及高職高專院校計算機基礎課程教材,也可作為全國計算機等級考試二級MS Office高級應用的培訓教材。
本書全面覆蓋了計算機技術的核心內容,融入了物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等新一代信息技術前沿內容。內容安排上,采用“案例引導、任務驅動”的方式組織各章內容。
資源豐富,包括教學網站、習題、實驗素材、教學課件、考試題庫等,適合作為翻轉課堂或混合式教學的配套教材。
戴青,中原科技學院理工學部部長兼信息工程學院院長,原解放軍信息工程大學教授,研究生導師。曾兩次榮立三等功,兩次獲得全軍軍隊院校育才獎“銀獎”,軍隊院校三類崗位津貼,受聘為總參謀部軍訓部模擬訓練組評獎專家、總參謀部鄭州科技創(chuàng)新工作站進站專家。長期從事信息安全和計算機體系結構教學、科學研究工作,先后主持或參與軍地縱橫向課題20余項,獲得軍隊和地方科技進步獎十余項,先后公開發(fā)表論文100余篇,主編、參編著作及教材并正式出版14部。
第 1 章 信息革命與數(shù)字技術基礎 1
1.1信息與信息革命 2
1.1.1信息的概念與特征 2
1.1.2信息革命的挑戰(zhàn) 2
1.1.3新一代信息技術 3
1.1.4信息技術與各學科的融合 6
1.2二進制數(shù)字的概念及其基本運算 8
1.2.1二進制數(shù)字的概念 8
1.2.2布爾代數(shù) 9
1.2.3數(shù)字電路基礎 10
1.3計算機中的數(shù)制與進制轉換 12
1.3.1進位計數(shù)制 12
1.3.2二進制數(shù)的表示單位 13
1.3.3各種進制數(shù)之間的相互轉換 14
1.4數(shù)值型數(shù)據(jù)的表示和處理 16
1.4.1定點數(shù) 16
1.4.2浮點數(shù) 17
1.4.3原碼、反碼與補碼 17
1.5非數(shù)值型數(shù)據(jù)的編碼 19
1.5.1字符編碼 19
1.5.2字形編碼 24
1.6信息倫理與道德法律 25
1.6.1信息倫理與道德規(guī)范 25
1.6.2信息倫理與職業(yè)規(guī)范 27
1.6.3信息安全與隱私保護 28
本章小結 29
本章習題 29
第 2 章 計算機與計算思維 31
2.1 計算機概述 31
2.1.1現(xiàn)代計算機的發(fā)展 32
2.1.2計算機的分類 33
2.1.3計算機特點與應用 34
2.1.4計算機的發(fā)展方向與新型計算機 37
2.2計算機的基本工作原理 39
2.2.1圖靈機 39
2.2.2馮·諾依曼體系結構計算機 40
2.2.3指令及指令的執(zhí)行 41
2.3計算機系統(tǒng) 44
2.3.1計算機系統(tǒng)的組成 44
2.3.2 微型計算機系統(tǒng)基本結構及主要性能參數(shù) 45
2.3.3 微型計算機的主機系統(tǒng) 46
2.3.4微型計算機的外部設備 53
2.3.5 計算機軟件系統(tǒng) 58
2.4計算思維 60
2.4.1計算思維基本概念 60
2.4.2 計算思維的特征 61
2.4.3計算思維的本質 62
2.4.4 計算思維與計算機技術的關系 62
2.4.5計算思維的應用 63
本章小結 63
本章習題 64
第 3 章 計算機操作系統(tǒng)基礎 66
3.1 操作系統(tǒng)概述 67
3.1.1 操作系統(tǒng)的定義和作用 67
3.1.2 操作系統(tǒng)的分類 67
3.1.3常用操作系統(tǒng) 68
3.2 操作系統(tǒng)的基本功能 70
3.2.1 進程管理 70
3.2.2 存儲管理 71
3.2.3 文件管理 72
3.2.4 設備管理 72
3.3 Windows 11使用基礎 73
3.3.1 Windows 11桌面 73
3.3.2 Windows 11窗口及對話框 77
3.3.3 Windows 11文件管理 79
3.3.4 Windows 11系統(tǒng)設置 81
3.3.5 Windows 11實用小程序 85
3.3.6 Windows 11磁盤管理 86
本章小結 90
本章習題 90
第 4 章 辦公軟件應用 92
4.1 文字處理軟件Word 2016 93
4.1.1 Word 2016概述 93
4.1.2 文檔的創(chuàng)建和編輯 94
4.1.3表格制作 98
4.1.4 插入對象 101
4.1.5 長文檔排版 104
4.2 電子表格軟件 Excel 2016 106
4.2.1 Excel 2016概述 106
4.2.2 Excel 2016的基本操作 106
4.2.3 數(shù)據(jù)計算與單元格引用 109
4.2.4 數(shù)據(jù)管理與分析 111
4.2.5 圖表制作與分析 114
4.3 演示文稿軟件 PowerPoint 2016 115
4.3.1 PowerPoint 2016概述 115
4.3.2 演示文稿的創(chuàng)建和編輯 116
4.3.3演示文稿的設置 119
4.3.4 演示文稿的放映設置 120
4.3.5 演示文稿的打印和輸出 122
本章小結 123
本章習題 124
第 5 章 計算機網絡技術 125
5.1計算機網絡的概念與體系 125
5.1.1 計算機網絡的概念和分類 125
5.1.2 計算機網絡的分層體系結構 126
5.1.3 計算機網絡的數(shù)據(jù)封裝及傳遞過程 127
5.2 計算機網絡協(xié)議 128
5.2.1 網絡節(jié)點身份標識協(xié)議 128
5.2.2 網絡節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議 130
5.2.3 網絡鏈路爭用協(xié)議 131
5.2.4 網絡資源共享協(xié)議 131
5.3 計算機網絡設備 132
5.3.1 網內互連設備 133
5.3.2 網間互連設備 133
5.4 計算機網絡安全 134
5.4.1 身份認證 134
5.4.2 訪問控制 134
5.4.3 入侵檢測與防護 135
5.4.4 網絡安全協(xié)議 136
5.5 物聯(lián)網技術及應用 137
5.5.1 物聯(lián)網概述 137
5.5.2 物聯(lián)網感知技術 139
5.5.3 物聯(lián)網標識技術 140
5.5.4 空間定位技術 140
5.5.5 物聯(lián)網的典型應用 141
本章小結 141
本章習題 142
第 6 章 數(shù)據(jù)庫設計基礎及其應用 143
6.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 143
6.1.1 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本概念 144
6.1.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展 144
6.1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特點 146
6.1.4 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內部結構體系 146
6.2 數(shù)據(jù)模型 147
6.2.1 數(shù)據(jù)模型的基本概念 147
6.2.2 E-R模型 148
6.2.3 層次模型 149
6.2.4 網狀模型 150
6.2.5 關系模型 151
6.3 關系代數(shù) 152
6.3.1 關系模型的基本操作 152
6.3.2 關系模型的基本運算 153
6.3.3 關系代數(shù)的擴充運算 155
6.4 數(shù)據(jù)庫設計的基本步驟 156
6.4.1 數(shù)據(jù)庫設計概述 156
6.4.2 數(shù)據(jù)庫設計的需求分析 156
6.4.3 數(shù)據(jù)庫的概念設計 157
6.4.4 數(shù)據(jù)庫的邏輯設計 158
6.4.5 數(shù)據(jù)庫的物理設計 159
6.4.6 數(shù)據(jù)庫的實施 161
6.4.7 數(shù)據(jù)庫的運行和維護 161
本章小結 162
本章習題 162
第 7 章 程序設計與問題求解 164
7.1 指令與程序 164
7.1.1指令與指令系統(tǒng) 165
7.1.2程序與程序設計語言 165
7.2 程序設計語言的選擇與編程環(huán)境 166
7.2.1程序設計語言的選擇 167
7.2.2 Python編程環(huán)境 167
7.3 Python程序設計 170
7.3.1 Python程序結構 170
7.3.2 Python數(shù)據(jù)類型及其表示 171
7.3.3 Python運算符與表達式 173
7.3.4 Python數(shù)據(jù)的輸入與輸出 175
7.3.5 Python字符串和列表運算 176
7.3.6 Python函數(shù)的定義與調用 178
本章小結 179
本章習題 179
第 8 章 大數(shù)據(jù)與人工智能 181
8.1大數(shù)據(jù)概述 182
8.1.1大數(shù)據(jù)發(fā)展歷程 182
8.1.2大數(shù)據(jù)的類型 183
8.1.3大數(shù)據(jù)的特點 183
8.1.4大數(shù)據(jù)技術 184
8.2大數(shù)據(jù)存儲與管理 184
8.2.1分布式分件系統(tǒng) 184
8.2.2 NoSQL數(shù)據(jù)庫 185
8.2.3云存儲 185
8.3大數(shù)據(jù)處理與分析 186
8.3.1批處理計算 186
8.3.2流計算 186
8.3.3圖計算 187
8.3.4查詢分析計算 187
8.4大數(shù)據(jù)可視化 187
8.4.1大數(shù)據(jù)可視化的基本概念 188
8.4.2數(shù)據(jù)預處理 188
8.4.3大數(shù)據(jù)可視化工具 189
8.4.4大數(shù)據(jù)可視化的常用方法 190
8.5基于Python庫的數(shù)據(jù)可視化 191
8.5.1基于turtle庫的數(shù)據(jù)可視化 191
8.5.2基于Matplotlib庫的數(shù)據(jù)可視化 191
8.6大數(shù)據(jù)的應用 192
8.6.1大數(shù)據(jù)在互聯(lián)網領域的應用 193
8.6.2大數(shù)據(jù)在生物醫(yī)學領域的應用 193
8.6.3大數(shù)據(jù)在物流領域中的應用 193
8.6.4大數(shù)據(jù)在城市管理領域中的應用 193
8.6.5大數(shù)據(jù)在金融領域中的應用 193
8.7人工智能基礎及大語言模型 194
8.7.1人工智能的概念 194
8.7.2人工智能的研究方法 196
8.7.3人工智能的研究范疇 197
8.7.4人工智能的應用 198
8.8大語言模型 198
8.8.1大語言模型概念 199
8.8.2大語言模型的核心思想 199
8.8.3大語言模型工具 200
8.8.4大語言模型的應用 200
本章小結 201
本章習題 201